stringtranslate.com

Бентическая зона

Бентическая зона — это экологическая область на самом нижнем уровне водоема, такого как океан , озеро или ручей , включая поверхность отложений и некоторые подповерхностные слои. Название происходит от древнегреческого βένθος (бентос), что означает «глубины». [1] Организмы, живущие в этой зоне, называются бентосом и включают микроорганизмы (например, бактерии и грибы ) [2] [3] , а также более крупных беспозвоночных , таких как ракообразные и полихеты . [4] Здесь организмы обычно живут в тесной связи с субстратом, и многие из них постоянно прикреплены ко дну. Бентический пограничный слой , включающий нижний слой воды и самый верхний слой осадков, находящихся под непосредственным влиянием вышележащих вод, является неотъемлемой частью донной зоны, так как существенно влияет на происходящую там биологическую активность. Примеры контактных слоев почвы включают песчаное дно, скалистые обнажения, кораллы и илы заливов .

Описание

Океаны

Бентическая область океана начинается у береговой линии ( приливной или литоральной зоны ) и распространяется вниз по поверхности континентального шельфа до моря. Таким образом, регион включает в себя большое разнообразие физических условий, различающихся по глубине, проникновению света и давлению. [5] В зависимости от водоема, бентосная зона может включать участки, находящиеся всего на несколько дюймов ниже поверхности.

Континентальный шельф — это пологая бентическая область, простирающаяся от материка. На краю континентального шельфа, обычно глубиной около 200 метров (660 футов), градиент значительно увеличивается и известен как континентальный склон. Континентальный склон спускается к глубоководному морскому дну. Глубоководное дно называется абиссальной равниной и обычно имеет глубину около 4000 метров (13000 футов). Дно океана не совсем плоское, но имеет подводные хребты и глубокие океанские впадины , известные как зона хадал . [6] Для сравнения: пелагическая зона — это описательный термин для экологической области над бентосом, включая толщу воды до поверхности. На другом конце спектра бентос глубокого океана включает нижние уровни океанической абиссальной зоны . [7]

Информацию о животных, обитающих в более глубоких частях океанов, см. в афотической зоне . Как правило, к ним относятся формы жизни, которые переносят прохладные температуры и низкий уровень кислорода , но это зависит от глубины воды. [8]

Озера

Как и в случае с океанами, бентосная зона — это дно озера, состоящее из накопленного затонувшего органического вещества . Прибрежная зона — зона, граничащая с берегом; свет легко проникает и водные растения процветают. Пелагическая зона представляет собой обширную массу воды, простирающуюся до глубины, куда не проникает свет. [9]

Организмы

Бентос — это организмы, обитающие в донной зоне и отличающиеся от организмов, обитающих в других частях водной толщи ; даже внутри донной зоны вариации таких факторов, как проникновение света, температура и соленость, приводят к отчетливым различиям, очерченным вертикально, в группах поддерживаемых организмов. [10] Многие организмы, приспособленные к давлению глубокой воды, не могут выжить в верхних частях толщи воды: разница давлений может быть очень значительной (примерно одна атмосфера на каждые 10 метров глубины воды). Многие приспособились жить на субстрате (внизу). В своей среде обитания их можно считать доминирующими существами, но они часто являются источником добычи для Carcharhinidae , таких как лимонная акула . [11]

Поскольку свет не проникает очень глубоко в океанскую воду, источником энергии для донной экосистемы часто является морской снег . Морской снег — это органическое вещество, попадающее из верхних слоев толщи воды и опускающееся на глубину. [12] Эта мертвая и разлагающаяся материя поддерживает донную пищевую цепь ; Большинство организмов придонной зоны являются падальщиками или детритофагами . Некоторые микроорганизмы используют хемосинтез для производства биомассы .

Бентические организмы можно разделить на две категории в зависимости от того, живут ли они на дне океана или на глубине нескольких сантиметров. Те, кто живет на поверхности дна океана, известны как эпифауна . [13] Тех, кто живет, зарывшись в дно океана, называют инфауной . [10] Там также могут обитать экстремофилы, в том числе пьезофилы , которые процветают при высоком давлении. Примером бентосного организма является Chorismus antarcticus.

Поток питательных веществ

Источниками питания донных сообществ могут быть толща воды над этими местообитаниями в виде скоплений детрита , неорганических веществ и живых организмов. [14] Эти скопления обычно называют морским снегом , и они важны для отложения органических веществ и бактериальных сообществ. [15] Количество материала, опускающегося на дно океана, может составлять в среднем 307 000 агрегатов на м 2 в день. [16] Это количество будет варьироваться в зависимости от глубины бентоса и степени бенто-пелагической связи. Бентос на мелководье будет иметь больше доступной пищи, чем бентос на глубоководных участках. Из-за своей зависимости от него микробы могут стать пространственно зависимыми от детрита в придонной зоне. Микробы , обитающие в донной зоне, особенно динофлагелляты и фораминиферы , довольно быстро колонизируются на детрите, образуя симбиотические отношения друг с другом. [17] [18] В глубоком море, занимающем 90-95% дна океана, 90% общей биомассы составляют прокариоты. Чтобы высвободить все питательные вещества, заключенные внутри этих микробов, в окружающую среду, вирусы играют важную роль в обеспечении их доступности для других организмов. [19] [20]

Места обитания

Современные технологии картографирования морского дна выявили связь между геоморфологией морского дна и донными средами обитания, в которых наборы донных сообществ связаны с конкретными геоморфическими условиями. [21] Примеры включают сообщества холодноводных кораллов, связанные с подводными горами и подводными каньонами, леса из водорослей, связанные со скалистыми рифами внутреннего шельфа, и окунь, связанный со скалистыми откосами на континентальных склонах. [22] В океанической среде донные среды обитания также можно зонировать по глубине. От самых мелких до самых глубоких: эпипелагическая (менее 200 метров), мезопелагическая (200–1000 метров), батиальная (1000–4000 метров), абиссальная (4000–6000 метров) и самая глубокая, хадальная ( ниже 6000 метров). [23]

Нижние зоны находятся в глубоких, находящихся под давлением районах океана. Антропогенное воздействие имело место на всех глубинах океана, но наиболее существенно на мелководном континентальном шельфе и склонах. [24] Многие донные организмы сохранили свои исторические эволюционные характеристики. Некоторые организмы значительно крупнее своих сородичей, обитающих в более мелководных зонах, во многом из-за более высокой концентрации кислорода на глубокой воде. [25]

Нелегко составить карту или наблюдать за этими организмами и их средой обитания, и большинство современных наблюдений проводятся с использованием подводных аппаратов с дистанционным управлением (ROV), а реже — подводных лодок . [26] [27]

Экологические исследования

Бентические макробеспозвоночные выполняют множество важных экологических функций, таких как регулирование потока материалов и энергии в речных экосистемах посредством связей в пищевой сети . Из-за этой корреляции между потоком энергии и питательных веществ донные макробеспозвоночные обладают способностью влиять на пищевые ресурсы рыб и других организмов в водных экосистемах . Например, добавление умеренного количества питательных веществ в реку в течение нескольких лет привело к увеличению богатства, численности и биомассы беспозвоночных . Это, в свою очередь, привело к увеличению пищевых ресурсов аборигенных видов рыб при незначительном изменении структуры сообщества макробеспозвоночных и трофических путей. [28] Присутствие макробеспозвоночных, таких как амфиподы, также влияет на доминирование определенных типов водорослей в донных экосистемах. [29] Кроме того, поскольку на бентосные зоны влияет поток мертвого органического материала , были проведены исследования взаимосвязи между потоками ручьев и речных вод и их воздействия на бентосную зону. События низкого стока демонстрируют ограничение транспорта питательных веществ из донных субстратов в пищевые сети и вызывают уменьшение биомассы донных макробеспозвоночных, что приводит к исчезновению источников пищи в субстрате. [30]

Поскольку бентосная система регулирует энергию в водных экосистемах, были проведены исследования механизмов бентосной зоны, чтобы лучше понять экосистему. Бентические диатомовые водоросли использовались Рамочной директивой по водным ресурсам Европейского Союза (WFD) для установления экологических показателей качества, которые определяли экологический статус озер в Великобритании. [31] В настоящее время проводятся исследования бентосных комплексов, чтобы выяснить, можно ли их использовать в качестве индикаторов здоровья водных экосистем. Бентосные комплексы в урбанизированных прибрежных регионах функционально не эквивалентны бентосным комплексам в нетронутых регионах. [32]

Экологи пытаются понять взаимосвязь между гетерогенностью и сохранением биоразнообразия в водных экосистемах. Бентические водоросли использовались как хороший объект для изучения краткосрочных изменений и реакции сообщества на неоднородные условия в ручьях. Понимание потенциальных механизмов, включающих бентосный перифитон и влияние на неоднородность внутри ручья, может обеспечить лучшее понимание структуры и функций речных экосистем. [33] К сожалению, популяции перифитона страдают от высокой естественной пространственной изменчивости , в то время как трудная доступность одновременно ограничивает практическое количество образцов, которые могут быть взяты. В программе мониторинга бентоса Европейского Союза рекомендуется выбирать места перифитона, которые, как известно, обеспечивают надежные образцы (особенно твердые поверхности) (Kelly 1998 для Соединенного Королевства , затем для ЕС и для ЕС в целом CEN 2003 и CEN 2004). и в некоторых программах США (Моултон и др., 2002). [34] : 60  Валовая первичная продукция бентоса (GPP) может иметь важное значение для поддержания «горячих точек» биоразнообразия в прибрежных зонах крупных озерных экосистем . Однако относительный вклад донных сред обитания в конкретных экосистемах плохо изучен, и необходимы дополнительные исследования. [35]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Бентос". 22 апреля 2022 г.
  2. ^ Ветцель, Роберт Г. (2001). Лимнология: озерные и речные экосистемы, 3-е изд . Академическое издательство, Сан-Диего. стр. 635–637.
  3. ^ Фенчел, Т.; Кинг, Г.; Блэкберн, Техас (2012). Бактериальная биогеохимия: экофизиология круговорота минералов, 3-е изд . Академическое издательство, Лондон. стр. 121–122.
  4. ^ «Что такое бентос?». Baybenthos.versar.com. 23 января 2006 г. Проверено 24 ноября 2013 г.
  5. ^ Валаг, Анджело (2022). «Понимание мира бентоса: введение в бентологию». В Годсоне, принц; и другие. (ред.). Экология и биоразнообразие бентоса . Амстердам, Нидерланды: Elsevier . п. 1. ISBN 9780128211618.
  6. ^ Николс, К. Рид; Уильямс, Роберт Г. (2009). «хадал зона». Энциклопедия морской науки . Нью-Йорк: Информационная база . ISBN 9781438118819.
  7. ^ Николс, Уильямс (2009): «абиссальная зона»
  8. ^ Николс, Уильямс (2009): «афотическая зона»
  9. ^ Шелк, Николь; Цируна, Кристина (2005). Руководство для практикующих специалистов по сохранению биоразнообразия пресной воды . Вашингтон, округ Колумбия: Island Press . ISBN 9781597260435.
  10. ^ аб Валаг (2022) стр.2
  11. ^ Брайт, Майкл (2000). Частная жизнь акул: правда, стоящая за мифом . Механиксбург, Пенсильвания: Stackpole Books. ISBN 0-8117-2875-7.
  12. ^ Маттиссен, Берте (2018). «Экологическая организация океана». В Саломоне, Маркус; и другие. (ред.). Справочник по охране морской среды . Берлин: Шпрингер . п. 53. ИСБН 978-3-319-60154-0.
  13. ^ «Эпифаунал - определение и многое другое из бесплатного словаря Мерриам-Вебстера» . Merriam-webster.com. 31 августа 2012 г. Проверено 24 ноября 2013 г.
  14. ^ Годсон (2022) стр.90
  15. ^ Олдридж, Алиса; Сильвер, Мэри В. (1988). «Характеристика, динамика и значение морского снега». Прогресс в океанографии . 20 (1): 41–82. Бибкод : 1988Proce..20...41A. дои : 10.1016/0079-6611(88)90053-5.
  16. ^ Шанкс, Алан; Трент, Джонатан Д. (1980). «Морской снег: скорость опускания и потенциальная роль в вертикальном потоке». Глубоководные исследования . 27А (2): 137–143. Бибкод : 1980DSRA...27..137S. дои : 10.1016/0198-0149(80)90092-8.
  17. ^ "Фораминиферы" . Проверено 7 декабря 2014 г.
  18. ^ "Фораминиферы" . Проверено 7 декабря 2014 г.
  19. ^ Организмы увеличивают разнообразие: автокаталитическая гипотеза
  20. ^ Макроэкологические факторы архей и бактерий в донных глубоководных экосистемах - NCBI
  21. ^ Харрис, PT; Бейкер, Э.К. 2012. « Атлас геоморфологических особенностей морского дна и донных сред обитания – GEOHAB – синтез и извлеченные уроки», в: Харрис, ПТ; Бейкер, Э.К. (ред.), Геоморфология морского дна как бентическая среда обитания: Атлас GeoHab геоморфологических особенностей морского дна и бентических сред обитания . Elsevier, Амстердам, стр. 871–890.
  22. ^ Харрис, PT; Бейкер, ЕК; 2012. Геоморфология морского дна как бентическая среда обитания: Атлас GeoHab геоморфологических особенностей морского дна и бентической среды обитания . Эльзевир, Амстердам, с. 947.
  23. ^ «Стандарт прибрежной и морской экологической классификации (CMECS)» . 2012. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  24. ^ Харрис, ПТ, 2012. «Антропогенные угрозы донной среде обитания», в: Харрис, ПТ; Бейкер, Э.К. (ред.), Геоморфология морского дна как бентическая среда обитания: Атлас GeoHab геоморфологических особенностей морского дна и бентических сред обитания . Elsevier, Амстердам, стр. 39–60.
  25. ↑ Королевский бельгийский институт естественных наук, новость, март 2005 г. Архивировано 28 сентября 2011 г., в Wayback Machine.
  26. ^ Кларк, Малькольм; и другие. (2016). Биологический отбор проб в глубоком море . Хобокен, Нью-Джерси: Уайли . п. 30. ISBN 9781118332559.
  27. ^ Тиллин, HM; и другие. «Руководство по платформе морского мониторинга: транспортные средства с дистанционным управлением для использования в мониторинге морского бентоса» (PDF) . Питерборо, Великобритания: Объединенный комитет по охране природы . п. 1 . Проверено 15 июня 2022 г.
  28. ^ Миншалл, Уэйн; Шафии, Бахман; Прайс, Уильям Дж.; Холдерман, Чарли; Андерс, Пол Дж.; Лестер, Гэри; Барретт, Пэт (2014). «Влияние замены питательных веществ на донных макробеспозвоночных в ультраолиготрофном участке реки Кутенай, 2003–2010 гг.». Наука о пресной воде . 33 (4): 1009–1023. дои : 10.1086/677900 . JSTOR  10.1086/677900. S2CID  84495019.
  29. ^ Даффи, Дж. Эммет; Хэй, Марк Э. (1 мая 2000 г.). «Сильное влияние выпаса амфипод на организацию донного сообщества». Экологические монографии . 70 (2): 237–263. CiteSeerX 10.1.1.473.4746 . doi :10.1890/0012-9615(2000)070[0237:SIOGAO]2.0.CO;2. ISSN  0012-9615. S2CID  54598097. 
  30. ^ Роллс, Роберт; Ли, Кэтрин; Шелдон, Фрэн (2012). «Механистическое воздействие гидрологии низкого стока на речные экосистемы: экологические принципы и последствия изменений». Наука о пресной воде . 31 (4): 1163–1186. дои : 10.1899/12-002.1. hdl : 10072/48539 . JSTOR  10.1899/12-002.1. S2CID  55593045.
  31. ^ Беннион, Хелен; Келли, Мартин Г.; Джаггинс, Стив; Яллоп, Мэриан Л.; Берджесс, Эми; Джеймисон, Джейн; Кроковский, Ян (2014). «Оценка экологического статуса озер Великобритании с использованием донных диатомей» (PDF) . Наука о пресной воде . 33 (2): 639–654. дои : 10.1086/675447. JSTOR  10.1086/675447. S2CID  33631675.
  32. ^ Лоу, Майкл; Петерсон, Марк С. (2014). «Влияние прибрежной урбанизации на солончаковые фаунистические комплексы в северной части Мексиканского залива». Морское и прибрежное рыболовство: динамика, управление и экосистемные науки . 6 : 89–107. дои : 10.1080/19425120.2014.893467 . hdl : 1912/6981 .
  33. ^ Веллниц, Тодд; Рейдер, Рассел Б. (2003). «Механизмы, влияющие на состав сообщества и последовательность в перифитоне горных ручьев: взаимодействие между историей чистки, выпасом скота и освещением». Журнал Североамериканского бентологического общества . 22 (4): 528–541. дои : 10.2307/1468350. JSTOR  1468350. S2CID  85061936.
  34. ^ Смол, Джон П. (2010). Диатомовые водоросли: применение в науках об окружающей среде и Земле . Кембридж, Нью-Йорк : Издательство Кембриджского университета (CUP). ISBN  978-0-521-50996-1. ОСЛК  671782244.
  35. ^ Альтхаус, Брайан; Хиггинс, Скотт; Вандер Занден, Джейк М. (2014). «Первичная продукция бентоса и планктона вдоль градиента питательных веществ в Грин-Бей, озеро Мичиган, США». Наука о пресной воде . 33 (2): 487–498. дои : 10.1086/676314 . JSTOR  10.1086/676314. S2CID  84535584.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с бентосными зонами .